CN201109373Y - 低速磁浮列车辅助电源装置 - Google Patents

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李云
赵清良
陈浩
谢湘剑
唐海燕
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Abstract

一种低速磁浮列车辅助电源装置，它包括高压隔离开关箱、DC1500V/DC330V变换器箱、三相辅助逆变器箱、低压配电柜、3AC330V/DC110V变换器箱、DC330V配电柜、紧急逆变器、330V与110V蓄电池组及其管理电路，它集成了高压隔离、高压直流变换、辅助逆变、低压配电、交直转换、高压直流配电、紧急逆变、330V与110V蓄电池组及其管理功能，可以为低速磁浮列车辅助电源装置提供稳定、安全、可靠的辅助供电电源。

Description

低速磁浮列车辅助电源装置
技术领域
本实用新型涉及一种列车辅助电源装置，特别是一种低速磁浮列车辅助电源装置。
背景技术
磁浮列车一般采取3节车为一个编组单元，每节车的辅助电源配置相同。由于磁浮列车功能、工作原理、运行特点与传统列车有着显著的不同，需要适合其要求的辅助电源。
发明内容
实用新型的目的是提供一种低速磁浮列车辅助电源装置，它针对低速磁浮列车的特点和需求，可以提供稳定、安全、可靠的辅助供电电源。它将DC1500V电压变换为车上所有的交流和直流辅助电气设备，包括车辆的悬浮***、空调/采暖、空压机组、列车照明、各***控制电路、电动车门以及车载信号与通信设备、蓄电池等所需的交流和直流电源，并提供相应的配电及保护。
它包括高压隔离开关箱1、DC1500V/DC330V变换器箱2、三相辅助逆变器箱3、低压配电柜4、3AC330V/DC110V变换器箱5、DC330V配电柜6、紧急逆变器7、330V与110V蓄电池组及其管理电路8、其中
高压隔离开关箱1一端与车辆高压分线箱的1500V直流电源输出端相连，经内部隔离与保护电路后分成三路输出，第一路经过隔离开关后送至牵引***的高压电器柜，第二路经过隔离开关和熔断器后送至DC1500V/DC330V变换器箱2，第三路经过隔离开关和熔断器后送至三相辅助逆变器箱3；它为SIV与悬浮电源的高压输入端的隔离与保护；
DC1500V/DC330V变换器箱2将来自高压隔离开关箱1的DC1500V输入电压变换为DC330V电压，分别输出到列车悬浮控制器、VVVF风机及电抗器风机备用电源提供电源，同时为300V蓄电池组充电，输出功率配置为60kW；
三相辅助逆变器箱3包括输出额定容量配置为60kVA的主DC/AC逆变器3-1和输出额定容量配置为2kVA的备用DC/AC逆变器3-2；
主DC/AC逆变器3-1包括一个将DC1500V电源逆变为三相交流3×380V/50Hz电源的逆变电路，其电源输出供车载交流设备：空调机、空压机、VVVF通风机、电加热器、单相AC220V方便插座负载及交流照明负载用电；备用DC/AC逆变器3-2包括一个将DC330V电源逆变为三相交流3×380V/50Hz电源的逆变电路，在主DC/AC逆变器发生故障时，VVVF通风机、电抗器风机将被自动切换到备用DC/AC逆变器进行供电；
低压配电柜4包括110V电源的分配和保护电路、车上设备AC380V电源分配电路、车下设备AC380V电源分配、控制及保护电路、DC110V电网线接地检测电路和3kVA单相用电设备及交流照明用变压器，完成低压用电设备配电和提供过载、接地等保护及DC110V列车干线贯通；
3AC330V/DC110V变换器箱5包括一个输出功率配置为6kW的变换电路，它将来自低压配电柜4的三相交流380V输入电压变换为DC110V电压，给列车的直流照明、车灯、通讯和控制***、紧急逆变器等所有DC110V用电设备供电；
DC330V配电柜6包括完成蓄电池组主电路、DC1500V/DC330V变换器与DC330V电网线的连接，内设防反二极管，阻止蓄电池直接并联；完成给左侧1～10#悬浮控制单元供电；检测DC330V电网绝缘，产生接地报警信号的1#DC330V配电柜6-1和完成整车DC330V电网线连接、DC330V/DC110V变换器供电、备用DC/AC逆变器供电、右侧1～10#悬浮控制单元供电的2#DC330V配电柜6-2；其输入端与DC1500V/DC330V变换器箱2的DC330V输出端相连；
紧急逆变器7包括一个将通过低压配电柜4输入的车载110V蓄电池提供的直流电压转换成3相交流电压的逆变器，其交流输出端与空调机组的通风机供电端相连；当因为某种原因，车辆无法为空调机组提供正常的工作电源时，紧急通风模式启动，紧急逆变器将车载110V蓄电池提供的直流电压转换成3相交流电压提供给空调机组的通风机，使车辆空调机组按紧急通风运行，保证车厢内仍有一定的通风量。
蓄电池箱及其管理装置8包括300V蓄电池及其管理装置8-1和110V蓄电池及其管理装置8-2，当列车上的电源装置停止工作或发生故障时，为车上的紧急负载提供电源；
其中，300V蓄电池及其管理装置8-1包括300V蓄电池组和在每个蓄电池箱内放置并在***温度超高时由CAN总线向网络发出报警信息的温度采集单元，该温度采集单元还通过CAN总线向网络反馈蓄电池SOC、蓄电池电压、充放电电流、温度值与电压报警等信息；300V蓄电池的紧急负载包括全部悬浮控制器，其输入端与所述DC330V配电柜6的1#DC330V配电柜6-1的一对DC330V输出端口相连；
110V蓄电池及其管理装置8-2包括110V蓄电池组和对电池模块进行温度检测并通过CAN总线向网络反馈温度测量值及报警的检测单元，其紧急负载包括全部应急照明、全部通信设备(乘客报站信息，列车无线通信)、重要功能的总线通信网络、紧急通风，其输入端与所述低压配电柜4的一对DC110V输出端口相连；
300V蓄电池***需满足75kW、300A放电时间30秒要求，同时蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的300V蓄电池组能满足整列车的150kW、放电时间30秒的容量需求(持续最大放电电流为300A)。
110V蓄电池***需满足1.81kW、10A放电时间15分钟要求；当在三节编组的磁浮列车上出现其中一组110V蓄电池故障切断，同时蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的110V蓄电池组能满足整列车的5.43KW、放电时间15分钟的容量需求。
它集成了高压隔离、高压直流变换、辅助逆变、低压配电、交直转换、高压直流配电、紧急逆变、330V与110V蓄电池组及其管理功能，可以为低速磁浮列车辅助电源装置提供稳定、安全、可靠的辅助供电电源。
附图说明
图1为本实用新型电路结构原理框图；
图2为本实用新型电气原理框图；
图3为1#DC330V配电柜电路结构原理框图；
图4为2#DC330V配电柜电路结构原理框图。
具体实施方式
如图1-4所示，一种低速磁浮列车辅助电源装置，它包括高压隔离开关箱1、DC1500V/DC330V变换器箱2、三相辅助逆变器箱3、低压配电柜4、3AC330V/DC110V变换器箱5、DC330V配电柜6、紧急逆变器7、330V与110V蓄电池组及其管理电路8、其中
高压隔离开关箱1一端与车辆高压分线箱的1500V直流电源输出端相连，经内部隔离与保护电路后分成三路输出，第一路经过隔离开关后送至牵引***的高压电器柜，第二路经过隔离开关和熔断器后送至DC1500V/DC330V变换器箱2，第三路经过隔离开关和熔断器后送至三相辅助逆变器箱3；它为SIV与悬浮电源的高压输入端的隔离与保护；
DC1500V/DC330V变换器箱2将来自高压隔离开关箱1的DC1500V输入电压变换为DC330V电压，分别输出到列车悬浮控制器、VVVF风机及电抗器风机备用电源提供电源，同时为300V蓄电池组充电，输出功率配置为60kW；
三相辅助逆变器箱3三相辅助逆变器箱3包括输出额定容量配置为60kVA的主DC/AC逆变器3-1和输出额定容量配置为2kVA的备用DC/AC逆变器3-2；
主DC/AC逆变器3-1包括一个将DC1500V电源逆变为三相交流3×380V/50Hz电源的逆变电路，其电源输出供车载交流设备：空调机、空压机、VVVF通风机、电加热器、单相AC220V方便插座负载及交流照明负载用电；备用DC/AC逆变器3-2包括一个将DC330V电源逆变为三相交流3×380V/50Hz电源的逆变电路，在主DC/AC逆变器发生故障时，VVVF通风机、电抗器风机将被自动切换到备用DC/AC逆变器进行供电；
低压配电柜4包括110V电源的分配和保护电路、车上设备AC380V电源分配电路、车下设备AC380V电源分配、控制及保护电路、DC110V电网线接地检测电路和3kVA单相用电设备及交流照明用变压器，完成低压用电设备配电和提供过载、接地等保护及DC110V列车干线贯通；
3AC330V/DC110V变换器箱5包括一个输出功率配置为6kW的变换电路，它将来自低压配电柜4的三相交流380V输入电压变换为DC110V电压，给列车的直流照明、车灯、通讯和控制***、紧急逆变器等所有DC110V用电设备供电；
DC330V配电柜6包括完成蓄电池组主电路、DC1500V/DC330V变换器与DC330V电网线的连接，内设防反二极管，阻止蓄电池直接并联；完成给左侧1～10#悬浮控制单元供电；检测DC330V电网绝缘，产生接地报警信号的1#DC330V配电柜6-1和完成整车DC330V电网线连接、DC330V/DC110V变换器供电、备用DC/AC逆变器供电、右侧1～10#悬浮控制单元供电的2#DC330V配电柜6-2；其输入端与DC1500V/DC330V变换器箱2的DC330V输出端相连；
紧急逆变器7包括一个将通过低压配电柜4输入的车载110V蓄电池提供的直流电压转换成3相交流电压的逆变器，其交流输出端与空调机组的通风机供电端相连；当因为某种原因，车辆无法为空调机组提供正常的工作电源时，紧急通风模式启动，紧急逆变器将车载110V蓄电池提供的直流电压转换成3相交流电压提供给空调机组的通风机，使车辆空调机组按紧急通风运行，保证车厢内仍有一定的通风量。
蓄电池箱及其管理装置8包括300V蓄电池及其管理装置8-1和110V蓄电池及其管理装置8-2，当列车上的电源装置停止工作或发生故障时，为车上的紧急负载提供电源；
其中，300V蓄电池及其管理装置8-1包括300V蓄电池组和在每个蓄电池箱内放置并在***温度超高时由CAN总线向网络发出报警信息的温度采集单元，该温度采集单元还通过CAN总线向网络反馈蓄电池SOC、蓄电池电压、充放电电流、温度值与电压报警等信息；300V蓄电池的紧急负载包括全部悬浮控制器，其输入端与所述DC330V配电柜6的1#DC330V配电柜6-1的一对DC330V输出端口相连；
110V蓄电池及其管理装置8-2包括110V蓄电池组和对电池模块进行温度检测并通过CAN总线向网络反馈温度测量值及报警的检测单元，其紧急负载包括全部应急照明、全部通信设备(乘客报站信息，列车无线通信)、重要功能的总线通信网络、紧急通风，其输入端与所述低压配电柜4的一对DC110V输出端口相连；
300V蓄电池***需满足75kW、300A放电时间30秒要求，同时蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的300V蓄电池组能满足整列车的150kW、放电时间30秒的容量需求(持续最大放电电流为300A)。
110V蓄电池***需满足1.81kW、10A放电时间15分钟要求；当在三节编组的磁浮列车上出现其中一组110V蓄电池故障切断，同时蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的110V蓄电池组能满足整列车的5.43KW、放电时间15分钟的容量需求。
正常启动：1)闭合蓄电池，按下司机台110V蓄电池闭合按钮，发出110V蓄电池闭合信号(此信号为110V脉冲信号)，低压配电柜使110V蓄电池接入***，整个***的控制得电。按下司机台300V蓄电池闭合按钮，发出300V蓄电池闭合信号(此信号为110V脉冲信号)，1#DC330V配电柜内KM3闭合，300V蓄电池接入***。2)按下司机台上的启动，向各设备发出启动信号(此信号为110V电平信号)。辅助***的DC1500/DC330V变换器、DC330/DC110V变换器、三相辅助逆变器检测到启动信号后，进行自检，***正常后开始工作。

Claims (4)

1、一种低速磁浮列车辅助电源装置，它包括高压隔离开关箱(1)、DC1500V/DC330V变换器箱(2)、三相辅助逆变器箱(3)、低压配电柜(4)、3AC330V/DC110V变换器箱(5)、DC330V配电柜(6)、紧急逆变器(7)、330V与110V蓄电池组及其管理电路(8)、其特征在于：
所述高压隔离开关箱(1)一端与车辆高压分线箱的1500V直流电源输出端相连，经内部隔离与保护电路后分成三路输出，第一路经过隔离开关后送至牵引***的高压电器柜，第二路经过隔离开关和熔断器后送至DC1500V/DC330V变换器箱(2)，第三路经过隔离开关和熔断器后送至三相辅助逆变器箱(3)；它为SIV与悬浮电源的高压输入端的隔离与保护；
所述DC1500V/DC330V变换器箱(2)将来自高压隔离开关箱(1)的DC1500V输入电压变换为DC330V电压，分别输出到列车悬浮控制器、VVVF风机及电抗器风机备用电源提供电源，同时为300V蓄电池组充电，输出功率配置为60kW；
所述三相辅助逆变器箱(3)包括主DC/AC逆变器(3-1)和备用DC/AC逆变器(3-2)；
所述低压配电柜(4)包括110V电源的分配和保护电路、车上设备AC380V电源分配电路、车下设备AC380V电源分配、控制及保护电路、DC110V电网线接地检测电路和3kVA单相用电设备及交流照明用变压器，完成低压用电设备配电和提供过载、接地等保护及DC110V列车干线贯通；
所述3AC330V/DC110V变换器箱(5)包括一个电压变换电路，它将来自低压配电柜(4)的三相交流380V输入电压变换为DC110V电压，给DC110V用电设备供电；
所述DC330V配电柜(6)输入端与DC1500V/DC330V变换器箱(2)的DC330V输出端相连，包括1#DC330V配电柜(6-1)和2#DC330V配电柜(6-2)；
所述紧急逆变器(7)包括一个将通过低压配电柜(4)输入的车载110V蓄电池提供的直流电压转换成(3)相交流电压的逆变器，其交流输出端与空调机组的通风机供电端相连；
所述蓄电池箱及其管理装置(8)包括300V蓄电池及其管理装置(8-1)和110V蓄电池及其管理装置(8-2)，当列车上的电源装置停止工作或发生故障时，为车上的紧急负载提供电源。
2、如权利要求1的一种低速磁浮列车辅助电源装置，其特征在于所述三相辅助逆变器箱(3)的主DC/AC逆变器(3-1)包括一个将DC1500V电源逆变为三相交流3×380V/50Hz电源的逆变电路，其电源输出供车载交流设备负载用电；备用DC/AC逆变器(3-2)包括一个将DC330V电源逆变为三相交流3×380V/50Hz电源的逆变电路，在主DC/AC逆变器发生故障时，VVVF通风机、电抗器风机将被自动切换到备用DC/AC逆变器进行供电。
3、如权利要求1的一种低速磁浮列车辅助电源装置，其特征在于所述蓄电池箱及其管理装置(8)的300V蓄电池及其管理装置(8-1)包括300V蓄电池组和在每个蓄电池箱内放置并在***超高时由CAN总线向网络发出报警信息的温度采集单元，该温度采集单元还通过CAN总线向网络反馈蓄电池SOC、蓄电池电压、充放电电流、温度值与电压报警等信息；300V蓄电池的紧急负载包括全部悬浮控制器，其输入端与所述DC330V配电柜(6)的1#DC330V配电柜(6-1)的一对DC330V输出端口相连。
4、如权利要求1的一种低速磁浮列车辅助电源装置，其特征在于所述蓄电池箱及其管理装置(8)的110V蓄电池及其管理装置(8-2)包括110V蓄电池组和对电池模块进行温度检测并通过CAN总线向网络反馈温度测量值及报警的检测单元，其输入端与所述低压配电柜(4)的一对DC110V输出端口相连。
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